Непрерывные поверхности

Некоторые сущности не могут быть точно представлены в виде дискретных точек, линий или областей. Некоторые сущности непрерывно изменяются в пространстве. Поэтому есть объекты, которые наилучшим образом представляются в ГИС непрерывными поверхностями.

Примеры непрерывных поверхностей: рельеф, температура, давление, плотность населения.

Характеристиками поверхностей являются критические точки:

§ пики и углубления – самые высокие и низкие точки;

§ линии хребтов и низин – линии изменения знака угла наклона поверхности;

§ проходы – место схождения двух хребтов или низин;

§ дефекты – резкие изменения значения (например, утесы);

§ фронты - резкие изменения угла наклона поверхности.

В программном обеспечении современных геоинформационных систем нет стандартных методов представления поверхностей, поэтому поверхности представляются в виде точек, линий и областей.

Представление поверхностей в виде точек называется цифровой моделью местности и основано на выборке через регулярные интервалы значений с исследуемой поверхности. В результате получается матрица значений, называемая также растром, сеткой, решеткой. Многие цифровые модели местности создаются именно в таком виде и могут быть просто конвертированы в растровое изображение для визуализации.

Рис. 7. Представление поверхностей регулярной сетью точек

Представление поверхностей в виде линейных объектов идентично тому, что мы видим на топографических картах и основано на использовании линейных объектов. Линии соединяют выборочные точки, имеющие одинаковые значения атрибута.

Рис. 8. Представление поверхностей изолиниями

Поверхности могут быть представлены площадными объектами, чаще всего треугольниками, так как эта фигура всегда выпуклая и лежит в одной плоскости. Представление поверхности набором треугольников называется триангуляцией. Выборочные точки являются вершинами треугольников; треугольники полностью покрывают исследуемую территорию. Выборочные точки чаще всего располагаются в пиках и впадинах, вдоль линий хребтов и низин. Результатом являются узлы, соединенные дугами, и треугольники.

Рис. 9. Представление поверхностей триангуляционной сетью

При использовании непрерывных данных мы часто хотим знать значения атрибута вне точек, линий или вершин треугольника, представляющих поверхность. Эти значения вычисляются путем интерполяции по ближайшим точкам, в которых величина атрибута известна.

Поверхности обычно обладают одним атрибутом, но иногда могут иметь несколько (например, многозональные космические снимки). Каждая ячейка имеет одно значение на всей описываемой ею площади.

Резюме

§ Геоинформационные системы моделируют окружающий мир.

§ Пространственно распределенные феномены называются сущностями.

§ Сущности представляются пространственными объектами.

§ Пространственные объекты могут включать точки, линии, площади, поверхности.

§ Атрибуты содержат пространственную и непространственную информацию о сущностях и связаны с пространственными объектами.

Контрольные вопросы и задания

1. Как в геоинформационных системах связаны пространственные и атрибутные данные?

2. Предложите алгоритм триангуляции поверхности по выборочным значениям.

Дата добавления: 2015-10-16